抗折剂在水泥混凝土中的应用

1、抗折剂在水泥砼路面工程中的应用(2010年第2期总第114期）来源：福建省交通运输厅 时间：2010-05-31 字体显示：大 中 小抗折剂在水泥砼路面工程中的应用王志育（泉州南方公路工程质量检测有限公司，泉州 362000）摘要 本文以国道324线路面改建工程等为例，介绍了混凝土抗折剂工作机理及其在水泥砼路面工程中应用，工程实践表明，抗折剂的应用对工程质量和经济效益都具有明显的效果，可予以推广应用。关键词 抗折剂 水泥砼路面 应用1 前言为了适应日趋严重的车辆重载状况要求，小型机具施工三、四级公路水泥砼路面，应优先采用在拌合物中掺外加剂，我省国道省道水泥砼路面设计弯拉强度提高到5.0MPa，

2、但是由于受到集料等原材料的制约，传统水砼配合比设计弯拉强度很难达到设计要求，在此条件下，为确保路面质量，在水泥混合料中掺入外加剂是提高路面砼弯拉强度的有效途径。省公路管理局专门下发外加剂在水泥砼路面工程应用研究的若干建议，要求各有关单位结合水泥砼工程需要加以推广应用。2 抗折剂简介2.1抗折剂提高砼性能机理砼外加剂能改善砼拌合物的工作性能，提高砼的物理力学性能和耐久性，砼抗折剂是一种溶解度较低的化学物质，按一定比例掺加到混凝土中能与水泥和水共同作用，生成许多纤维状的物质（不掺抗折剂的基准砼多为六方晶体板状物），在微观上改善砼的内部结构，提高水泥砼的抗折强度，提高水泥与集料的界面粘接强度，从宏观

3、上提高砼的抗折强度（弯拉强度），改善砼的脆性，提高砼的韧性。2.2抗折剂技术经济效果2.2.1改善砼和易性在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100200mm，且不影响混凝土的强度。2.2.2提高混凝土的强度在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和用水量10%15%，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15%20%。2.2.3节约水泥在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量，改善混凝土的耐久性。3.抗折剂在水泥砼路面工程中的应用3.1工程实例我公司从2007年起先后在国道324线路面改建工程、省道203线永春蓬壶至下洋段路面改善工程、省道203线永春

4、一都至漳平段路面改善工程中实践使用路面砼抗折剂。3.2配合比设计（1）配合比实例3.2.1以下是工地使用抗折剂和未使用抗折剂两个C35路面砼配合比实例（C35砼抗折5.0 MPa）。分别参见表1和表2。表1 没有使用路面抗折剂的配合比 材料名称水泥水细集料粗集料1（1631.5）粗集料2（9.516）外掺材外加剂材料用量（kg/m3）439172578862369配合比10.391.321.960.84试配情况试配强度抗折强度：6.0MPa砂率 32%表2 使用路面抗折剂的配合比 材料名称水泥水细集料粗集料1（1631.5）粗集料2（9.516）外掺材外加剂材料用量（kg/m3）3681545

5、729973326.624配合比10.421.552.710.900.018试配情况试配强度抗折强度：6.0 MPa砂率 30%以上细集料和粗集料都是来自同一产地，水泥是新岩牌水泥PO42.5R。抗折剂为创慧牌XH-普通砼抗折剂，该外加剂和水泥没有不良反应。3.2.2配合比（掺与未掺抗折剂）对照对比如下：（1）砂率取决于砂的细度模数和粗集料的种类，因为外加剂对砼的和易性影响很大。由于掺入抗折剂的混凝土和易性能获得较大改善，因此砂率可适当降低，其降低幅度约为1%4%，若砂率偏高，则降低幅度可增大，过高的砂率不仅影响砼强度，也给成型操作带来一定的困难，具体配合比均应由试配结果来确实。（2）水泥用量

6、：砼中掺用抗折剂均有不同程度节约水泥的效果，使用抗折剂可节约水泥10%15%。如果是使用高标号水泥配制砼，可以节约更多的水泥。（3）水灰比：掺抗折剂砼的水灰比应根据所掺抗折剂品种的减水率来确定，掺用抗折剂建议水灰比的取值范围为0.40.05。（4）路面工程中掺与未掺抗折剂路面质量情况对比分别参见表3和表4。表3是否掺抗折剂路段的早期取芯强度情况桩号K260+260右车道K267+255右车道K279+548.7右车道K268+696右车道K335+510右车道K323+700右车道K278+920右车道K279+742右车道掺抗折剂情况有有有有有有无无劈裂抗拉强度（MPa）3.273.303.

7、673.223.263.602.583.01换算抗折强度（MPa）5.245.285.805.175.235.704.264.88龄期（d）1015971116118以上数据显示，掺加抗折剂对水泥砼路面早期强度提高效果显著，其幅度可达25%40%表4是否掺抗折剂路段28d取芯强度情况桩号K276+480右车道K284+851右车道K285+788左车道K3+730右车道K3+150右车道K1+110右车道K278+900右车道K275+860左车道掺抗折剂情况有有有有有有无无劈裂抗拉强度（MPa）3.863.413.664.154.443.873.043.30换算抗折强度（MPa）6.065.

8、445.786.456.846.074.925.29龄期（d）2939282832342828以上为试验路段，28d水泥砼路面抗弯拉强度可提高15%20%，而且整体上效果良好。4掺抗折剂的注意事项（1）在原材料中水泥对抗折剂的影响最大，水泥品种不同，将影响抗折剂的减水、增强效果，其中对抗折效果影响更明显。 高效早强抗折剂对水泥更有选择性，不同水泥其减水率的相差较大，水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响抗折剂的使用效果，如掺有硬石膏的水泥，对于某些掺减水剂的混凝土将产生速硬或使混凝土初凝时间大大缩短，其中萘系减水剂影响较小，糖蜜类会引起速硬，木钙类会使初凝时间延长。因此，同一种减

9、水剂在相同的掺量下，往往因水泥不同而使用效果明显不同，或同一种减水剂，在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果，外加剂的掺量明显不同。在某些水泥中，有的外加剂会引起异常凝结现象。为此，当水泥可供选择时，应选用对外加剂较为适应的水泥，提高外加剂的使用效果。当外加剂可供选择时，应选择施工用水泥较为适用的抗折剂，为使抗折剂发挥更好效果，在使用前，应结合工程进行水泥选择试验。 为了确保工程质量，根据现有的标准，如对抗折剂在使用前首先要作匀质性试验，一般应测定表面张力和含固量两项，当测定表面张力有困难时，可用起泡性代替，然后进行混凝土试配，如检验减水剂混凝土的性能，一般应测定坍落度损失、减水率、含气量和抗

10、压强减水度等四项。抗折剂的品种要根据工程设计和施工要求选择，应使用工程原材料，通过试验及技术经济比较后确定。（2）为保证抗折剂的质量，应详细了解产品实际性能，注意生产厂所提供的技术资料和应用说明。如目前我国抗折剂牌号众多，诸多厂家未明显标示其产品品种，而且质量不一。因此，在工程应用前，应按照质量标准对选择好的抗折剂进行掺抗折剂混凝土性能要求（与基准混凝土相比）的检验。为了确定掺量，对液态减水剂应测定溶液密度;对粉剂抗折剂应测定固体物含量。在粉剂产品中，有些由于烘干不彻底或包装不符合要求而受潮，致使产品中的固体含量大都在75%80%左右，因此在这种情况下切勿将固体物质以100%用作计算掺量的依据

11、。现场使用时掺量宜为水泥用量的1.52.5%，推荐掺量为2.0%。增大掺量可进一步提高早期和后期强度，但不宜超过3.0%。（3）采用适宜的掺加方法。在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法（在拌合水之前掺入）、同掺法（与拌合水同时掺入）、滞水法（在搅拌过程中减水剂滞后于水23min加入）、后掺法（在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌）。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂，为了避开水泥种的C3A、C4AF矿物成分

12、的选择性吸附，以后掺法为宜；又如木钙类减水剂，由于其作用机理是大分子保护作用，故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂等。均应通过试拌确定。从表1和表2可以看出水泥用量有明显变化，因此在施工过程中抗折剂的掺加用量要求准确，使用专门的计量工具，由专人负责，并适当延长搅拌时间。（4）现场施工中先应把基层洒水浇湿，并注意混凝土早期浇水养护，终凝时即应洒水覆盖，至少应养护7d以上。（5）抗折剂能明显改善混凝土的和易性，能克服混凝土因高温而引起的坍落度损失。初凝时间稍延长，缓凝时间根据季节或施工单位要求进行适当调整。（6）当气温高于20时，该种抗折剂的早强作用效果不受影响。盛夏高温季节（气温高于30）施工，应避开中午高温曝晒，做好遮阳防晒和保水养护工作。（7）冬季施工应注意防冻，当气温低于5时，若无加温防冻设施，最好不要施工。（8）掺加抗折剂砼工作性能方面有所改善，施工工艺与未掺加抗折剂时也不同，如掺加抗折剂路面砼施工时没有要求真空吸水，因此要加以注意。5小结通过上述三个工地工程中的应用实践表明，抗折剂在工程质量及经济效益